计算机组成原理与接口技术
课程设计实验报告
学院：计算机科学与工程学院
专业：计算机科学与技术
班级：二班
学号：
姓名：徐新凯 评分：
1305010216
2014年12月30日
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实验名称：运算器 实验目的：
（1）熟练掌握算术逻辑单元（ALU）的应用方法； （2）进一步熟悉简单运算器的数据传送原理； （3）画出逻辑电路图及布出美观整齐的接线图； （4）熟练掌握有关数字元件的功能和使用方法。 （5）熟练掌握子电路的创建及使用。
实验原理：
本实验仿真单总线结构的运算器，原理如图2-2所示。相应的电路如图2-3所示。 电路图中，上右下三方的8条线模拟8位数据总线；K8产生所需数据；74244层次块为三态门电路，将部件与总线连接或断开，切记总线上只能有一个输入；两个74273层次块作为暂存工作寄存器DR1和DR2；两个74374层次块作为通用寄存器组（鉴于电路排列情况，只画出两个通用寄存器GR1和GR2，如果可能的话可设计4个或8个通用寄存器）；众多的开关作为控制电平或打入脉冲；众多的8段代码管显示相应位置的数据信息；核心为8位ALU层次块。
图2-2 单总线结构的运算器示意图
实验内容：
在Multisim画出电路图并仿真，完成如下操作。 （1） 说明整个电路工作原理。
（2） 说明74LS244N的功能及其在电路中作用，及输入信号G有何作用； （3） 说明74LS273N的功能及其在电路中作用，及输入信号CLK有何作用； （4） 说明74LS374N的功能及其在电路中作用，及输入信号CLK和OC有何作用；
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（5） K8产生任意数据存入通用寄存器GR1。 （6） K8产生任意数据存入通用寄存器GR2。 （7） 完成GR1+GR2→GR1。 （8） 完成GR1-GR2→GR2。 （9） 完成GR1∧GR2→GR1。 （10）完成GR1∨GR2→GR2。 （11）完成GR1⊕GR2→GR1。
（12）~GR1→GR2。（“~”表示逻辑非运算） （13）~GR2→GR1。 实验电路图如下：
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其中的一些层次块： 74244_BLOCKD电路图：
74273_BLOCK电路图：
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74374_BLOCK电路图：
K8_BLOCK电路图：
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8BIT_ALU_BLOCK电路图：
总结及心得体会：
通过实验二，我系统地了解运算器的原理，明白了怎样将数据存入通用寄存器以及将寄存器中的数据通过总线传入暂存器，然后通过输入运算器之后进行运算等等一系列的过程，受益匪浅。
而本次试验中值得注意的一点就是整个运算过程中，总线上只能有一个输入，其他的像控制总线输入的三态门中，K8层次块旁有一个，8位运算器旁有一个，通用寄存器旁有2个,总计4个，在进行总线操作时，只允许其中一个三态门置于导通状态，这样才能保证总线的要求，不然的话将会造成一些不必要的麻烦。
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